JP2002051406A

JP2002051406A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP2002051406A
Application number: JP2000233690A
Authority: JP
Inventors: Naoto Suzuki; 直人鈴木; Toshibumi Takaoka; 俊文高岡; Takashi Suzuki; 孝鈴木; Makoto Yamazaki; 誠山崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2002-02-15
Anticipated expiration: 2020-08-01
Also published as: JP3668838B2

Abstract

(57)【要約】【課題】充電装置の充電状態に基づいて、第２の駆動
力源の回生制御内容を選択することのできる車両の制御
装置を提供する。【解決手段】駆動輪に連結されたエンジンと、エンジ
ンから駆動輪に至る動力の伝達経路に連結されたモータ
・ジェネレータとを有し、エンジンの動力をモータ・ジ
ェネレータで電力に変換する回生制御をおこなうことに
より、エンジンから駆動輪に伝達される動力を抑制する
ことのできる車両の制御装置において、モータ・ジェネ
レータにより発電された電力が充電される充電装置の充
電状態を判断する充電状態判断手段（ステップＳ２，Ｓ
４）と、充電状態判断手段（ステップＳ２，Ｓ４）の判
断結果に基づいて、前記第２の駆動力源による回生制御
の内容を選択する駆動力源制御手段（ステップＳ３，Ｓ
５）とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数の駆動力源
から駆動輪に伝達される動力を制御する車両の制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の駆動力源を搭載したハイブ
リッド車が知られており、車両の走行状態に応じて、各
駆動力源を制御するように構成されている。このよう
に、複数の駆動力源を搭載したハイブリッド車の制御装
置の一例が、特開平１１−３２４７５４号公報に記載さ
れている。この公報に記載されているハイブリッド車に
おいては、エンジン（駆動力源）から車輪（駆動輪）に
至る動力伝達経路に、モータおよび変速機構が設けられ
ている。エンジンには、スロットル弁の開度を制御する
スロットルアクチュエータが設けられているとともに、
スロットル弁の開度を検出するスロットルセンサが設け
られている。また、モータにはパワードライブユニット
を介して蓄電池が接続されている。そして、蓄電池から
モータに電力を供給すれば、モータの駆動によりエンジ
ン出力をアシストすることができる。これに対して、モ
ータは発電機として機能させることも可能であり、その
回生作動時には発電された電力が蓄電池に充電される。

【０００３】上記公報に記載されたハイブリッド車にお
いては、スロットル弁が全閉になるべき時に、スロット
ル弁が全閉にならないという故障が検出され、かつ、ブ
レーキ操作が検出された場合は、モータの駆動が停止さ
れて回生制動状態になり、モータがエンジンに対する負
荷となるように作用し、運転者の減速要求に対して車両
を減速させて、安全な場所へ車両を移動させる退避走行
が可能になるものとされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載されたハイブリッド車の制御装置においては、モー
タにより発電された電力が蓄電池に充電されるようにな
っているが、蓄電池の充電量によっては、それ以上蓄電
池に充電することができない場合があった。しかしなが
ら、上記公報においては、蓄電池の充電状態については
何ら考慮がなされておらず、この点で改善の余地があっ
た。

【０００５】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たものであり、第２の駆動力源の発電機能による充電状
態に基づいて、第２の駆動力源の発電機能を制御するこ
とのできる車両の制御装置を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、請求項１の発明は、駆動輪に連結
された第１の駆動力源と、この第１の駆動力源から前記
駆動輪に至る動力の伝達経路に連結され、かつ、発電機
能を備えた第２の駆動力源とを有し、前記第１の駆動力
源の動力を前記第２の駆動力源により電力に変換する回
生制御をおこなうことにより、前記第１の駆動力源から
前記駆動輪に伝達される動力を抑制することのできる車
両の制御装置において、前記第２の駆動力源の回生制御
により電力が充電される充電装置の充電状態を判断する
充電状態判断手段と、この充電状態判断手段の判断結果
に基づいて、前記第２の駆動力源による回生制御の内容
を選択する駆動力源制御手段とを備えていることを特徴
とするものである。ここで、充電装置の充電状態には、
第２の駆動力源の回生制御により発生した電力以外の電
力が含まれている、また、第２の駆動力源の回生制御の
内容には、回生制御を実行するか否かと、第１の駆動力
源の動力のうち、電力に変換するべき動力の値とが含ま
れている。

【０００７】請求項１の発明によれば、充電装置の充電
状態に基づいて、第２の駆動力源による回生制御の内容
が選択される。したがって、回生制御の内容が、充電状
態に即したものになり易い。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の構成に加え
て、前記駆動力源制御手段は、前記充電状態判断手段に
より判断される前記充電装置の充電量が所定値を越えて
いる場合に、前記第２の駆動力源による回生制御を禁止
する機能を備えていることを特徴とするものである。第
２の駆動力源による回生制御を禁止する機能には、現在
おこなわれている回生制御を中止する機能と、現在、回
生制御がおこなわれていない場合は、そのままの状態を
継続する機能とが含まれる。

【０００９】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
と同様の作用が生じる他に、充電装置の充電量が所定値
を越えている場合は、前記第２の駆動力源による回生制
御が禁止される。したがって、第２の駆動力源の回生制
御により、充電装置が過充電状態になることを回避でき
る。

【００１０】請求項３の発明は、駆動輪に連結された第
１の駆動力源と、この第１の駆動力源から前記駆動輪に
至る動力の伝達経路に連結され、かつ、発電機能を備え
た第２の駆動力源とを有し、前記第１の駆動力源の動力
を前記第２の駆動力源により電力に変換する回生制御を
おこなうことにより、前記第１の駆動力源から前記駆動
輪に伝達される動力を抑制することのできる車両の制御
装置において、前記第１の駆動力源が、燃料の燃焼によ
り動力を発生するように構成されており、前記第１の駆
動力源から前記駆動輪に動力を伝達する動力伝達部材に
前記第２の駆動力源が連結されているとともに、前記動
力伝達部材と前記第１の駆動力源との間にクラッチが設
けられており、前記第２の駆動力源の回生制御により電
力が充電される充電装置の充電状態を判断する充電状態
判断手段と、前記充電状態判断手段により、前記充電装
置の充電量が所定値以下であると判断された場合に、前
記第１の駆動力源の動力を前記第２の駆動力源により電
力に変換することにより、前記第１の駆動力源から前記
駆動輪に伝達される動力を抑制する回生制御手段と、前
記充電状態判断手段により、前記充電装置の充電量が所
定値を越えていると判断された場合に、前記第１の駆動
力源に対する燃料の供給を抑制し、かつ、前記クラッチ
を解放し、さらに、前記第２の駆動力源の動力を前記駆
動輪に伝達する複合制御手段とを備えていることを特徴
とするものである。

【００１１】請求項３の発明によれば、充電装置の充電
量が所定値以下である場合は、第２の駆動力源の回生制
御がおこなわれて、第１の駆動力源から駆動輪に伝達さ
れる動力が抑制される。これに対して、充電装置の充電
量が所定値を越えている場合は、第１の駆動力源に対す
る燃料の供給が抑制され、かつ、クラッチが解放され、
さらに、第２の駆動力源の動力が駆動輪に伝達される。
したがって、第２の駆動力源の動力により車両が走行す
る。

【００１２】請求項４の発明は請求項３の構成に加え
て、前記動力伝達部材に変速機が連結されており、前記
複合制御手段は、前記第２の駆動力源の動力を前記駆動
輪に伝達する際に、前記第２の駆動力源の動力により回
転される前記変速機で生じる摩擦力が小さくなるよう
に、前記変速機を制御する機能を備えていることを特徴
とするものである。

【００１３】請求項４の発明によれば、請求項３の発明
と同様の作用が生じる他に、第２の駆動力源の動力を駆
動輪に伝達する際に、第２の駆動力源の動力により回転
される変速機で生じる摩擦力が小さくなる。したがっ
て、第２の駆動力源に供給されるエネルギの無駄な消費
を抑制できる。

【００１４】請求項５の発明は、請求項３の構成に加え
て、前記第１の駆動力源から前記駆動輪に至る動力の伝
達経路に変速機が設けられており、前記回生制御手段
は、前記第１の駆動力源の動力を前記第２の駆動力源に
より電力に変換することにより、前記第１の駆動力源か
ら前記駆動輪に伝達される動力を抑制する際に、前記変
速機の変速比を最大変速比よりも小さい変速比に制御す
る機能を備えていることを特徴とするものである。

【００１５】請求項５の発明によれば、請求項３の発明
と同様の作用が生じる他に、第２の駆動力源の発電機能
により、第１の駆動力源から駆動輪に伝達される動力を
抑制する際に、変速機の変速比により第１の駆動力源の
回転数が変化するが、変速機の変速比が最大変速比より
も小さい変速比であるために、第１の駆動力源の回転数
の過剰な上昇が抑制される。

【００１６】

【発明の実施の形態】つぎにこの発明を図に示す具体例
に基づいて説明する。図２はこの発明の一実施例である
ハイブリッド車のパワープラントを示している。すなわ
ち、車両の駆動力源としてエンジン１およびモータ・ジ
ェネレータ（ＭＧ）２が設けられている。エンジン１
は、燃料を燃焼させて動力（言い換えればトルク）を出
力する装置であって、内燃機関、例えば、ガソリンエン
ジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジンな
どを採用することができる。以下、この実施形態におい
ては、エンジン１として便宜上ガソリンエンジンを用い
た場合を例として説明する。エンジン１は、点火装置
３、燃料噴射装置４、冷却装置５、電子スロットルバル
ブ６などを備えた公知の構造のものである。この電子ス
ロットルバルブ６は、エンジン１の吸気管１Ａの内部に
設けられている。

【００１７】このエンジン１のクランクシャフト７に
は、クラッチ８を介して動力伝達軸９が連結されてい
る。このクラッチ８としては、摩擦式クラッチまたは流
体式クラッチまたは電磁式クラッチなどを用いることが
できる。このクラッチ８として流体式クラッチを用いる
場合は、入力側部材から出力側部材に伝達されるトルク
を増幅する機能を備えたトルクコンバータと、入力側部
材と出力側部材との間における動力伝達状態を切り換え
るために係合・解放されるロックアップクラッチとが設
けられる。

【００１８】前記モータ・ジェネレータ２は、電気エネ
ルギ（電力）が供給されて動力（トルク）を出力する電
動機としての機能と、機械的エネルギを電力に変換する
発電機としての機能とを兼ね備えたものであり、モータ
・ジェネレータ２としては、例えば固定永久磁石型同期
モータなどを使用することができる。このように、エン
ジン１とモータ・ジェネレータ２とは、その動力の発生
原理が異なっている。そして、モータ・ジェネレータ２
のロータ（図示せず）と動力伝達軸９とが連結されてい
る。

【００１９】動力伝達軸９におけるクラッチ８とは反対
側に変速機１０が連結されている。変速機１０は、変速
機構１０Ｃと、この変速機構１０Ｃの入力側に設けられ
た入力軸１０Ａと、変速機構１０Ｃの出力側に設けられ
た出力軸１０Ｂとを有している。そして、入力軸１０Ａ
に前記動力伝達軸９が連結されている。この変速機１０
は、その変速比を自動的に制御することのできる自動変
速機である。この自動変速機は、有段変速機または無段
変速機のいずれでもよい。自動変速機として有段変速機
を用いる場合は、変速機構１０Ｃを、歯車変速機構、お
よびこの歯車変速機構の動力伝達経路を切り換えるクラ
ッチやブレーキなどの摩擦係合装置により構成すること
ができる。自動変速機として無段変速機を用いる場合
は、変速機構１０Ｃを、駆動側プーリと従動側プーリ、
および駆動側プーリと従動側プーリとに巻き掛けられる
ベルトにより構成することができる。

【００２０】一方、クランクシャフト７に対して動力伝
達可能なモータ・ジェネレータ１２が設けられている。
モータ・ジェネレータ１２は、電力が供給されてトルク
を出力する電動機としての機能と、発電機としての機構
とを兼ね備えたものであり、モータ・ジェネレータ１２
としては、例えば固定永久磁石型同期モータなどを使用
することができる。モータ・ジェネレータ１２とクラン
クシャフト７との間の動力伝達経路には、動力伝達機
構、例えば、チェーンまたはベルトが設けられている。

【００２１】また、モータ・ジェネレータ２，１２に
は、それぞれインバータ１３，１４を介してバッテリ１
５が接続されているとともに、インバータ１３，１４お
よびバッテリ１５には電子制御装置（ＥＣＵ）１６が接
続されている。なお、前記点火装置３および燃料噴射装
置４も、バッテリ１５の電力により駆動されるように構
成されている。この電子制御装置１６は、中央演算処理
装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭお
よびＲＯＭ）ならびに入出力インタフェースを主体とす
るマイクロコンピュータにより構成されている。

【００２２】この電子制御装置１６には、エンジン回転
数センサ１７の信号、吸気系統の故障の有無を検出する
フェールセンサ１８の信号、イグニッションスイッチ１
９の信号、吸入空気量センサ２０の信号、バッテリ１５
の充電状態（ＳＯＣ：stateof charge ）を示す信号、
エアコンスイッチ２１の信号、シフトポジションセンサ
２２の信号、フットブレーキスイッチ２３の信号、アク
セル開度センサ２４の信号、スロットル開度センサ２５
の信号、変速機１０の入力回転数センサ２６の信号、変
速機１０の出力回転数センサ２７の信号などが入力され
る。この出力回転数センサ２７の信号に基づいて車速が
演算される。

【００２３】これに対して、電子制御装置１６からは、
点火装置３を制御する信号、燃料噴射装置４を制御する
信号、電子スロットルバルブ６の開度を制御するアクチ
ュエータ（例えばモータなど）３０に対する信号、イン
バータ１３，１４を介してモータ・ジェネレータ２，１
２を制御する信号、クラッチ８の係合・解放を制御する
アクチュエータ２８に対する信号、変速機１０の変速比
を制御する油圧制御装置２９に対する信号などが出力さ
れる。なお、前記フェールセンサ１８により検出される
吸気系統の故障としては、電子スロットルバルブ６自体
の動作不良、アクチュエータ３０の故障、吸気管１Ａの
壁面の穴などが挙げられる。

【００２４】ここで、この実施形態の構成とこの発明の
構成との対応関係を説明すれば、エンジン１がこの発明
の第１の駆動力源に相当し、モータ・ジェネレータ２が
この発明の第２の駆動力源に相当し、車輪１１がこの発
明の駆動輪に相当し、動力伝達軸９がこの発明の動力伝
達部材に相当し、バッテリ１５がこの発明の充電装置に
相当する。

【００２５】上記の構成を有するハイブリッド車におい
ては、電子制御装置１６に入力される信号、および電子
制御装置１６に予め記憶されているデータに基づいて、
車両全体が制御される。たとえば、イグニッションスイ
ッチ１９により、ロック（オフ）・アクセサリ・オン・
スタートの各操作位置を検出することができる。ここ
で、イグニッションスイッチ１９によりスタート位置が
検出され、ついで、オン位置が検出された場合にエンジ
ン始動要求が発生する。

【００２６】エンジン始動要求が発生すると、モータ・
ジェネレータ１２が駆動され、モータ・ジェネレータ１
２の動力によりエンジン１が初期回転され、かつ、吸気
管１Ａを介して空気が吸入されるとともに、この空気と
燃料噴射装置４から噴射された燃料とが混合され、つい
で、点火装置５による点火がおこなわれるという、公知
の吸入行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を繰り返す
ことにより、エンジン１が自律回転する。そして、エア
コン用コンプレッサ（図示せず）などの補機駆動が不要
であり、かつ、バッテリ１５の充電量が所定値以上であ
る場合は、エンジン１の始動から所定時間後にエンジン
１が自動的に停止される。

【００２７】車両の走行時は、車速およびアクセル開度
に基づいて要求駆動力を判断するとともに、この要求駆
動力に対応するエンジン出力を算出する。このエンジン
出力の算出結果に基づいて、最適燃費線（図示せず）か
らエンジン回転数を求める。そして、変速機１０の変速
比を制御することにより、エンジン回転数を制御する。
エンジン出力の制御に際しては、吸入空気量または点火
時期または燃料噴射量のうちの少なくとも一つが制御さ
れる。なお、エンジン効率が悪い低負荷領域において
は、エンジン１が停止され、モータ・ジェネレータ２の
トルクにより車両が走行する。

【００２８】図３に、アクセル開度および車速をパラメ
ータとして、エンジン駆動領域と、モータ・ジェネレー
タ駆動領域とを設定したマップの一例が示されている。
この図３においては、車両が発進する時のように比較的
軽負荷の状態（言い換えれば、エンジン１を駆動力源と
して用いたのでは燃費が悪化する状態）に対応してモー
タ・ジェネレータ駆動領域が設定されている。これに対
して、エンジン効率が良好となる走行状態に対応して、
エンジン駆動領域が設定されている。

【００２９】そして、車速およびアクセル開度が、モー
タ・ジェネレータ駆動領域となった場合、つまり、所定
の停止条件が成立した場合は、イグニッションスイッチ
１９の信号に関わりなく、エンジン１が自動停止され
る。また、エンジン１の自動停止中に、車速およびアク
セル開度が、エンジン駆動領域に切り換わった場合、つ
まり、所定の再始動条件が成立した場合は、エンジン１
が始動される。このように、図３に示すマップに基づい
て、エンジン１の自動停止・再始動を制御するシステム
を、エコランシステムと呼ぶ。

【００３０】この図３において、エンジン駆動領域で
は、基本的にはエンジン１が単独で駆動され、モータ・
ジェネレータ駆動領域では、基本的にはモータ・ジェネ
レータ２が単独で駆動される。このエンジン駆動領域に
おいて、要求駆動力に対してエンジントルクが不足して
いる場合は、モータ・ジェネレータ２を電動機として駆
動させることで、不足分のトルクが補われる。すなわ
ち、要求駆動力に基づいて、エンジン１で分担するトル
クとモータ・ジェネレータ２で分担するトルクとが演算
され、その演算結果に基づいてエンジン１およびモータ
・ジェネレータ２が制御される。なお、この実施形態に
おいては、図３のマップ以外の条件に基づいて、エンジ
ン１およびモータ・ジェネレータ２の駆動・停止を制御
することができるが、その制御については後述する。

【００３１】また、バッテリ１５の充電量が不足してい
る場合は、エンジン出力を増加し、かつ、モータ・ジェ
ネレータ１２を発電機として機能させ、その電力をバッ
テリ１５に充電することができる。さらに、車両の減速
時（言い換えれば惰力走行時）には、車輪１１の動力を
モータ・ジェネレータ２に伝達し、かつ、モータ・ジェ
ネレータ２を発電機として機能させ、その電力をバッテ
リ１５に充電することにより、回生制動力を生じさせる
ことができる。上記各種の制御中、エンジントルクを車
輪１１に伝達する場合はクラッチ８が係合され、モータ
・ジェネレータ２を単独で駆動させ、そのトルクを車輪
１１に伝達する場合は、クラッチ８を解放することがで
きる。

【００３２】さらに、モータ・ジェネレータ２による回
生制動時には、クラッチ８を解放し、モータ・ジェネレ
ータ２の発電効率を高めることができる。なお、この実
施形態においては、クラッチ８を係合させれば、モータ
・ジェネレータ２の動力によりエンジン１を始動させる
こともできる。すなわち、車両の駆動力源とは別に設け
られたモータ・ジェネレータ１２、または車両の駆動力
源としての機能を有するモータ・ジェネレータ２のいず
れかにより、エンジン１を始動することができる。

【００３３】つぎに、図３のマップ以外の条件に基づい
て、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２ならびに
その他のシステムを制御する場合の一例を、図１のフロ
ーチャートに基づいて説明する。まず、電子制御装置１
６に入力される信号に基づいて、エンジン１の吸気系統
に異常（故障）が有り、かつ、エンジン出力が要求駆動
力に対応する値以上の値になるか否かが判断される（ス
テップＳ１）。エンジン１の吸気系統の故障としては、
電子スロットルバルブ６が全開状態で動作不能になって
いること、吸気管１Ａが破損して吸気量が過剰に増加し
ていることなどが挙げられる。ステップＳ１で否定的に
判断された場合は、リターンされる。

【００３４】これに対して、ステップＳ１で肯定的に判
断された場合は、エンジン出力が、電子制御装置１６で
判断される要求駆動力に対応しないものになり、運転者
に違和感を与える可能性がある。そこで、ステップＳ１
で肯定的に判断された場合は以下のような制御をおこな
う。まず、バッテリ１５の充電状態（充電量）ＳＯＣ
が、第１の基準値（許容充電量もしくは最大充電量）Ｓ
ＯＣ１を越えているか否かが判断される（ステップＳ
２）。この第１の基準値ＳＯＣ１は、電子制御装置１６
に記憶されている。ステップＳ２で肯定的に判断された
場合は、バッテリ１５が過充電状態になる可能性があ
り、これ以上の充電は好ましくない。

【００３５】そこで、エンジン１に対する燃料の供給を
停止する制御（フューエルカット制御）をおこない、か
つ、クラッチ８を解放させ（ステップＳ３）、リターン
される。また、モータ・ジェネレータ２が発電機として
機能していた場合は、ステップＳ３において、モータ・
ジェネレータ２が電動機として駆動される。また、ステ
ップＳ３に移行する前に、既にモータ・ジェネレータ２
が電動機として駆動されていた場合は、モータ・ジェネ
レータ２の出力を増加する制御がおこなわれる。

【００３６】このように、ステップＳ２を経由してステ
ップＳ３の制御をおこなった場合は、エンジン１の故
障、具体的には、エンジン出力が要求駆動力に対応する
値よりも大きすぎる場合において、モータ・ジェネレー
タ２を駆動力源として車両を走行させることで、要求駆
動力と、実際に車輪１１に生じる駆動力との偏差の増加
が抑制され、運転者に違和感を与えることを抑制するこ
とができる。言い換えれば、エンジン１が異常になった
場合でも、必要最低限の動力を車輪１１に伝達し、この
動力により車両を走行させる、いわゆる退避走行が可能
となる。また、ステップＳ３において、フューエルカッ
ト制御をおこなっているため、エンジン回転数および車
速が過剰に上昇することを防止できる。

【００３７】一方、前記ステップＳ２で否定的に判断さ
れた場合は、バッテリ１５の充電量ＳＯＣが第２の基準
値Ｓ０Ｃ２よりも少ないか否かが判断される（ステップ
Ｓ４）。第２の基準値ＳＯＣ２は電子制御装置１６に記
憶されており、第１の基準値ＳＯＣ１よりも第２の基準
値ＳＯＣ２の方が小さい値（少ない値）である。ステッ
プＳ４で肯定的に判断された場合は、燃料噴射装置４に
よる燃料噴射を許可し、かつ、要求駆動力に対するエン
ジン出力の余剰分に相当する動力を、モータ・ジェネレ
ータ２により電力に変換し、その電力をバッテリ１５に
充電する回生制御をおこない（ステップＳ５）、リター
ンする。また、このステップＳ５においては、変速機１
０の変速比を、最大変速比よりも小さな変速比、望まし
くは最小変速比（ハイギヤ）に制御する。なお、ステッ
プＳ４で否定的に判断された場合は、リターンする。言
い換えれば、それ以前におこなわれていた制御をそのま
ま継続する。なお、ステップＳ５においては、現在の充
電量と第１の基準値ＳＯＣ１との差に基づいて、エンジ
ン１の動力のうち、どの程度の動力を電力に変換するか
を判断し、その判断結果に基づいてモータ・ジェネレー
タ２の回生制動量を制御することもできる。

【００３８】このように、エンジン１の故障、具体的に
は、エンジン出力が要求駆動力に対応する値よりも大き
すぎる場合において、ステップＳ４を経由してステップ
Ｓ５に至った場合は、要求駆動力に対するエンジン出力
の余剰分を電力に変換することにより、要求駆動力に対
応する動力と、車輪１１に伝達される動力との偏差の増
加が抑制され、運転者に違和感を回避できる。また、エ
ンジン１が異常になった場合でも、必要最低限の動力を
モータ・ジェネレータ２から車輪１１に伝達し、この動
力により車両を走行させる、いわゆる退避走行が可能に
なる。また、ステップＳ５においては、変速機１０の変
速比を、最大変速比よりも小さな変速比、望ましくは最
小変速比に制御するため、エンジン回転数の過剰な上昇
を防止できる。

【００３９】なお、図１のフローチャートにおいては、
ステップＳ２で、バッテリ１５の充電量ＳＯＣが第１の
基準値ＳＯＣ１以上であるか否かを判断するように構成
することもできる。このように構成した場合は、ステッ
プＳ２で肯定的に判断された場合はステップＳ３に進
み、ステップＳ２で否定的に判断された場合はステップ
Ｓ４に進む。また、ステップＳ４で、バッテリ１５の充
電量ＳＯＣが第２の基準値ＳＯＣ２以下であるか否かを
判断するように構成することもできる。このように構成
した場合は、ステップＳ４で肯定的に判断されるとステ
ップＳ５に進み、ステップＳ４で否定的に判断されると
リターンされる。

【００４０】図４のタイムチャートは、図１のフローチ
ャートのステップＳ２で、バッテリ１５の充電量ＳＯＣ
が第１の基準値ＳＯＣ１以上であるか否かを判断し、ス
テップＳ４で、バッテリ１５の充電量ＳＯＣが第２の基
準値ＳＯＣ２以下であるか否かを判断するように構成し
た場合の制御に対応するものである。すなわち、エンジ
ン１の動力の一部により、モータ・ジェネレータ２を発
電機として機能させている際に、時刻ｔ１において、電
子スロットルバルブ６が、常時、開状態になる故障が生
じると、バッテリ１５の充電量ＳＯＣが、第２の基準値
ＳＯＣ２よりも多く、かつ、第１の基準値ＳＯＣ１より
も少ない状態では、モータ・ジェネレータ２による発電
がそのまま継続される。

【００４１】そして、時間の経過により時刻ｔ２とな
り、バッテリ１５の充電量ＳＯＣが第１の基準値ＳＯＣ
１まで増加した場合は、フューエルカット制御が開始さ
れ、かつ、モータ・ジェネレータ２が発電状態（回生制
御）から電動機としての駆動状態（力行制御）に切り換
えられる。すると、バッテリ１５の充電量が徐々に減少
し、バッテリ１５の充電量ＳＯＣが、第２の基準値ＳＯ
Ｃ２まで減少した時刻ｔ３において、再び燃料噴射が開
始され、エンジン１の動力の一部をモータ・ジェネレー
タ２により電力に変換する制御がおこなわれ、バッテリ
１５の充電量ＳＯＣが増加し始める。

【００４２】図５は、この発明を適用することのできる
車両の他のレイアウトを示す図である。図５において
は、エンジン１のクランクシャフト７と、変速機１０の
入力軸１０Ａとの間にクラッチ８が設けられており、変
速機１０の出力軸１０Ｂに対して、動力伝達軸９を介し
てモータ・ジェネレータ２のロータが連結されている。
そして、動力伝達軸９における変速機１０の反対側に
は、車輪１１が連結されている。なお、図５において、
モータ・ジェネレータ２，１２、エンジン１、変速機１
０、クラッチ８を制御する制御系統については、図２に
示すものと同様の制御系統を用いることができる。この
図５の実施形態に対しても、図１の制御例を適用するこ
とができる。

【００４３】この図５の実施形態に図１の制御例を適用
する場合は、ステップＳ３において、フューエルカット
制御をおこない、かつ、クラッチ８を解放するととも
に、変速機１０の変速比を、モータ・ジェネレータ２の
動力損失が可及的に少なくなるように変速機１０が制御
される。つまり、モータ・ジェネレータ２の動力により
車両を走行させる場合は、モータ・ジェネレータ２の動
力が動力伝達軸９を介して変速機１０にも伝達される
が、変速機１０の変速機構１０Ｃのフリクションが少な
くなる（言い換えれば、変速機構１０の引きずりが少な
くなる）ように、変速機１０が制御され、モータ・ジェ
ネレータ２の動力損失が可及的に抑制される。したがっ
て、バッテリ１５の電力が無駄に消費されることを防止
できる。

【００４４】なお、変速機１０の変速機構１０Ｃのフリ
クションを少なくするための制御は、変速機構１０Ｃの
構成により異なるが、例えば、入力軸１０Ａと出力軸１
０Ｂとが直結状態になるような変速比を選択すること、
入力軸１０Ａと出力軸１０Ｂとを連結している摩擦係合
装置を解放すること（いわゆるニュートラル状態にする
ことすること）などが挙げられる。

【００４５】ここで、図１に示された機能的手段と、こ
の発明の構成との対応関係を説明すれば、ステップＳ
２，Ｓ４がこの発明の充電状態判断手段に相当し、ステ
ップＳ３，Ｓ５がこの発明の駆動力源制御手段に相当
し、ステップＳ５がこの発明の回生制御手段に相当し、
ステップＳ３がこの発明の複合制御手段に相当する。

【００４６】図６は、他の制御例を示すフローチャート
である。図６のフローチャートは図２および図５のいず
れのレイアウトにも適用可能である。まず、電子制御装
置１６に入力される信号により、エンジン１の故障によ
り、エンジン出力が要求駆動力よりも低い値であるか否
かが判断される（ステップＳ１１）。このステップＳ１
１の判断基準としては、電子スロットルバルブ６が閉状
態で故障していることなどが挙げられる。

【００４７】ステップＳ１１で否定的に判断された場合
はそのままリターンされ、ステップＳ１１で肯定的に判
断された場合は、クラッチ８を解放する（ステップＳ１
２）。そして、モータ・ジェネレータ２を電動機として
駆動させ（ステップＳ１３）、リターンする。このよう
に、エンジン１の電子スロットルバルブ６が閉じた状態
で故障した場合でも、要求駆動力に対応する動力をモー
タ・ジェネレータ２から出力することにより、運転者に
違和感を与えることを抑制することができ、かつ、退避
走行距離を増加することができる。

【００４８】また、図６の制御例を図２のレイアウトに
適用した場合は、クラッチ８を解放することにより、モ
ータ・ジェネレータ２の動力によりエンジン１が引きず
られることが防止され、バッテリ１５の電力が無駄に消
費されることを防止できる。さらに、図６の制御例を図
５のレイアウトに適用した場合は、ステップＳ１３にお
いて、変速機１０の変速比を、モータ・ジェネレータ２
の動力損失が可及的に少なくなるような変速比（ギヤ）
を選択する制御が加えられる。

【００４９】つまり、モータ・ジェネレータ２の動力に
より車両を走行させる場合は、モータ・ジェネレータ２
の動力が動力伝達軸９を介して変速機１０にも伝達され
るが、変速機１０の変速機構のフリクションが少なくな
る（言い換えれば、変速機構１０の引きずりが少なくな
る）ように、変速機１０の変速比を選択することによ
り、モータ・ジェネレータ２の動力損失が可及的に抑制
される。したがって、バッテリ１５の電力が無駄に消費
されることを防止できる。このように、図１および図６
に示す制御は、エンジン１の故障時、車両の退避走行を
可能にする、いわゆるフェールセーフ制御であると言え
る。

【００５０】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
充電装置の充電状態に基づいて、第２の駆動力源による
回生制御の内容が選択される。したがって、回生制御の
内容を、充電状態に適合させ易くなり、充電量の変化に
ともなう不具合を未然に回避することができる。。

【００５１】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
と同様の効果を得られる他に、充電量が所定値を越えて
いる場合は、前記第２の駆動力源による回生制御が禁止
され、充電装置に対する過充電を防止することができ
る。

【００５２】請求項３の発明によれば、第１の駆動力源
が故障してその出力が増加した場合に、充電装置の充電
量が所定値以下であれば、第２の駆動力源の発電機能に
より、第１の駆動力源から駆動輪に伝達される動力が抑
制される。したがって、運転者の違和感を回避できる。
これに対して、第１の駆動力源が故障してその出力が増
加した場合に、充電装置の充電量が所定値を越えていれ
ば、第１の駆動力源に対する燃料の供給が抑制され、か
つ、クラッチが解放され、さらに、第２の駆動力源の動
力が駆動輪に伝達される。したがって、第２の駆動力源
の動力により車両が走行し、運転者の違和感を回避でき
る。

【００５３】請求項４の発明によれば、請求項３の発明
と同様の効果を得られる他に、第２の駆動力源の動力を
駆動輪に伝達する際に、第２の駆動力源の動力により回
転される変速機で生じる摩擦力が小さくなる。したがっ
て、第２の駆動力源に供給されるエネルギの無駄な消費
を抑制できる。

【００５４】請求項５の発明によれば、請求項３の発明
と同様の効果を得られる他に、第２の駆動力源の発電機
能により、第１の駆動力源から駆動輪に伝達される動力
を抑制する際に、変速機の変速比により第１の駆動力源
の回転数が変化するが、変速機の変速比が最大変速比よ
りも小さい変速比であるために、第１の駆動力源の回転
数の過剰な上昇が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る車両の制御装置の一実施例を
示すフローチャートである。

【図２】この発明が適用されるハイブリッド車のパワ
ートレーンおよびその制御系統を示す図である。

【図３】図２のハイブリッド車において、エンジンお
よびモータ・ジェネレータの駆動・停止を制御するマッ
プの一例を示す図である。

【図４】図１の制御例に対応するタイムチャートの一
例を示す図である。

【図５】この発明が適用されるハイブリッド車のパワ
ートレーンの他のレイアウトを示す図である。

【図６】この発明に係る車両の制御装置の他の実施例
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…エンジン、２…モータ・ジェネレータ、９…動
力伝達軸、１０…変速機、１１…車輪、１５…バ
ッテリ、１６…電子制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６０Ｋ 41/00 ３０１Ｂ６０Ｋ 41/02 41/02 41/06 41/06 41/12 41/12 Ｆ０２Ｄ 29/00 ＨＦ０２Ｄ 29/00 29/02 ＺＨＶＤ 29/02 ＺＨＶＢ６０Ｋ 9/00 Ｅ (72)発明者鈴木孝愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者山崎誠愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3D041 AA21 AA31 AA63 AA66 AA80 AB01 AC09 AC10 AC11 AC15 AC18 AC19 AD00 AD01 AD02 AD04 AD10 AD12 AD22 AD31 AD41 AD51 AD52 AE02 AE04 AE07 AE08 AE09 AE16 AE31 AE36 AE37 3G093 AA05 AA06 AA07 AA16 AB01 BA06 BA12 BA14 BA19 DA01 DA06 DA12 DB05 DB11 DB19 DB25 EA05 EA09 EA12 EB03 EB09 EC01 FA08 FA10 FB02 5H115 PA01 PA08 PA11 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PO02 PO06 PO09 PU10 PU11 PU22 PU23 PU25 PU29 PV09 QI04 QN03 RE01 RE03 RE05 RE13 SE04 SE05 SE06 SE08 SE09 TB01 TE02 TE03 TE06 TI01 TO21 TO23 TO30 TR20 TU20 TZ01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動輪に連結された第１の駆動力源と、
この第１の駆動力源から前記駆動輪に至る動力の伝達経
路に連結され、かつ、発電機能を備えた第２の駆動力源
とを有し、前記第１の駆動力源の動力を前記第２の駆動
力源により電力に変換する回生制御をおこなうことによ
り、前記第１の駆動力源から前記駆動輪に伝達される動
力を抑制することのできる車両の制御装置において、前記第２の駆動力源の回生制御により電力が充電される
充電装置の充電状態を判断する充電状態判断手段と、この充電状態判断手段の判断結果に基づいて、前記第２
の駆動力源による回生制御の内容を選択する駆動力源制
御手段とを備えていることを特徴とする車両の制御装
置。
【請求項２】前記駆動力源制御手段は、前記充電状態
判断手段により判断される前記充電装置の充電量が所定
値を越えている場合に、前記第２の駆動力源による回生
制御を禁止する機能を備えていることを特徴とする請求
項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】駆動輪に連結された第１の駆動力源と、
この第１の駆動力源から前記駆動輪に至る動力の伝達経
路に連結され、かつ、発電機能を備えた第２の駆動力源
とを有し、前記第１の駆動力源の動力を前記第２の駆動
力源により電力に変換する回生制御をおこなうことによ
り、前記第１の駆動力源から前記駆動輪に伝達される動
力を抑制することのできる車両の制御装置において、前記第１の駆動力源が、燃料の燃焼により動力を発生す
るように構成されており、前記第１の駆動力源から前記
駆動輪に動力を伝達する動力伝達部材に前記第２の駆動
力源が連結されているとともに、前記動力伝達部材と前
記第１の駆動力源との間にクラッチが設けられており、前記第２の駆動力源の回生制御により電力が充電される
充電装置の充電状態を判断する充電状態判断手段と、前記充電状態判断手段により、前記充電装置の充電量が
所定値以下であると判断された場合に、前記第１の駆動
力源の動力を前記第２の駆動力源により電力に変換する
ことにより、前記第１の駆動力源から前記駆動輪に伝達
される動力を抑制する回生制御手段と、前記充電状態判断手段により、前記充電装置の充電量が
所定値を越えていると判断された場合に、前記第１の駆
動力源に対する燃料の供給を抑制し、かつ、前記クラッ
チを解放し、さらに、前記第２の駆動力源の動力を前記
駆動輪に伝達する複合制御手段とを備えていることを特
徴とする車両の制御装置。
【請求項４】前記動力伝達部材に変速機が連結されて
おり、前記複合制御手段は、前記第２の駆動力源の動力
を前記駆動輪に伝達する際に、前記第２の駆動力源の動
力により回転される前記変速機で生じる摩擦力が小さく
なるように、前記変速機を制御する機能を備えているこ
とを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
【請求項５】前記第１の駆動力源から前記駆動輪に至
る動力の伝達経路に変速機が設けられており、前記回生
制御手段は、前記第１の駆動力源の動力を前記第２の駆
動力源により電力に変換することにより、前記第１の駆
動力源から前記駆動輪に伝達される動力を抑制する際
に、前記変速機の変速比を最大変速比よりも小さい変速
比に制御する機能を備えていることを特徴とする請求項
３に記載の車両の制御装置。